در تحقیق حاضر به بررسی حذف ترکیبات آلی سمی مانند تری کلرواتیلن از آب با استفاده از کاتالیست های نوری دی اکسید تیتانیوم تحت تابش فرابنفش پرداخته شده است. تخریب فتوکاتالیتیک تری کلرواتیلن با توجه به بازده حذف در یک سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. اثر پارامترهای مختلف از جمله غلظت کاتالیست، غلظت اولیه تری کلرواتیلن، ph ، حضور ماده فعال سطحی، التراسونیک و دما مورد بررسی قرار گرفت. تغییرات غلظت آلاینده و محصولات حاصل از تخریب برای پارامتر های مختلف اندازه گیری و ثبت شد. نتایج حاصل نشان می دهد که با افزایش مقدار کاتالیست ( تا 9/0 گرم بر لیتر) حذف تری کلرواتیلن تا 80 درصد افزایش می یابد و افزایش بیشتر مقدار کاتالیست باعث کاهش بازده حذف تری کلرواتیلن می شود. تخریب فتوکاتالیتیک تری کلرواتیلن در ph های اسیدی و نزدیک محدوده خنثی بازده حذف بهتری را نسبت به ph های بازی نشان می دهد. البته تغییرات ph در محدوده اسیدی اثر عمده ای بر بازده حذف ندارد. افزایش غلظت اولیه تری کلرواتیلن (تاppm 100) باعث افزایش بازده حذف می شود و سپس با افزایش بیشتر غلظت اولیه تری کلرواتیلن بازده حذف کاهش می یابد. در حضور ماده فعال سطحی میزان حذف تری کلرواتیلن ( تا %99) با افزایش غلظت ماده فعال سطحی بهبود می یابد. التراسونیک نیز بر روی بازده حذف موثر است و باعث تخریب کامل تری کلرواتیلن در زمان کم می شود. همچنین در سیستمی با استفاده از آنالیز مستقیم اثر پارامترهای غلظت اولیه کاتالیست، مقدار کاتالیست و ph تحت تابش فرابنفش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نسبتا با نتایج راکتور ناپیوسته مشابه است. پس از آن کاهش تری کلرواتیلن با استفاده از نانوذرات آهن در راکتور ناپیوسته مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان دهنده بازده حذف بهتر در محیط اسیدی نسبت به محیط خنثی و بازی است. با افزایش غلظت کاتالیست بازده حذف تری کلرواتیلن بهبود یافت. سپس با افزایش غلظت اولیه تری کلرواتیلن بازده حذف کاهش می یابد.

چکیده در تحقیق حاضر، میدان جریان و انتقال حرارت سیالات غیرنیوتنی در میکرو کانالهای مثلثی شکل، بصورت عددی مورد مطالعه قرار می گیرد. جریان به صورت لغزشی ( سرعت بر روی دیواره غیر صفر می باشد)، سه بعدی، پایدار، تراکم ناپذیر و آرام در نظر گرفته شده و از مدل تابع نمایی برای تحلیل رفتار سیال غیر نیوتنی استفاده شده است. شرایط مرزی حرارتی، شار حرارتی ثابت در دیواره و دمای دیواره ثا بت در نظر گرفته می شود. اتلاف حرارتی در نظر گرفته شده و تمامی خواص فیزیکی به استثنای ویسکوزیته ثابت می باشند .توزیع سرعت و دما در ورودی میکرو کانال یکنواخت می باشد. معادلات حاکم شامل معادله پیوستگی،مومنتم و انرژی با استفاده از متغیرهای خاص بدون بعد شده اند. مجموعه معادلات دیفرانسیل حاکم در کنار هم با توجه به شرایط مرزی با استفاده از روش عددی تفاضل محدود بر مبنای حجم کنترل حل شده اند. توزیع سرعت محوری،سرعت مرکزی،حاصلضرب عدد رینولدز و ضریب اصطکاک فنینگ ،دمای حجمی بدون بعد ،عدد ناسلت موضعی ،دمای دیواره بدون بعد برای شرط مرزی حرارتی شار ثابت و همچنین شار حرارتی بدون بعد دیواره برای شرط مرزی دمای دیواره ثابت برای محدوده وسیعی از شاخص مدل تابع نمایی ،عدد رینولدز،عدد پرانتل و ضریب لغزش بدست آمده اند. نتایج نشان می دهد که حاصلضرب عدد رینولدز وضریب اصطکاک فنینگ و سرعت مرکزی با افزایش شاخص مدل تابع نمایی افزایش می یابد و با در نظر گرفتن لغزش در دیواره کاهش این مقادیر مشاهده می گردد. اختلاف نسبی حاصلضرب عددرینولدز و ضریب اصطکاک فنینگ بین حالت لغزشی و غیر لغزشی با افزایش شاخص مدل تابع نمایی افزایش داشته و در نتیجه اثر لغزش در سیالات دایلاتنت قوی تر از سیالات شبه پلاستیک می باشد. افزایش عدد رینولدز، عدد پرانتل و ضریب لغزش در دو شرایط مرزی حرارتی موجب افزایش عدد ناسلت گردیده در حالی که افزایش شاخص مدل تابع نمایی،ضریب انتقال حرارت را کاهش می دهد. در دو شرط مرزی حرارتی، اختلاف نسبی عدد ناسلت بین حالت لغزشی و غیر لغزشی برای شاخصهای بالاتر مدل تابع- نمایی افزایش می یابد و در نتیجه اثر لغزش در سیالات دایلاتنت بیشتر از سیالات شبه پلاستیک می باشد. اختلاف نسبی عدد ناسلت در دو حالت لغزشی و غیر لغزشی در شرط مرزی حرارتی شار حرارتی ثابت در دیواره بیشتر از شرط مرزی دمای دیواره ثابت می باشد و بیانگر این است که اثر لغزش در شرایط مرزی شار حرارتی ثابت در دیواره بیشتر تاثیر گذار است. در نظر گرفتن اثر اتلاف لزجتی در دو شرایط مرزی حرارتی موجب کاهش عدد ناسلت می گردد و اثر اتلاف لزجتی در سیالات دایلاتنت بیشتر از سیالات شبه پلاستیک می باشد و در نظر گرفتن تغییرات ویسکوزیته با دما سبب افزایش عدد ناسلت می گردد. کلمات کلیدی: میکرو کانال مثلثی، سیال غیرنیوتنی، ضریب لغزش ، شرط مرزی شار حرارتی ثابت، شرط مرزی دما ثابت

خواص لایه های تشکیل شده از نانوالیاف، تعیین کننده نوع کاربرد آنها می باشد. لذا بررسی خصوصیات ریزلایه ها برای کارایی بهتر آنها در کاربردهای مختلف بسیار حائز اهمیت است. هدف از این تحقیق، بررسی خواص انتقال حرارت لایه های حجیم تشکیل شده از نانوالیاف پلی اکریلونیتریل (ریزلایه) بصورت تجربی و نظری می باشد. با استفاده از یک روش الکتروریسی اصلاح شده، ریزلایه های حجیم با تخلخل و ضخامت مختلف تهیه و درصد تخلخل، نفوذپذیری هوا و ضریب دارسی ریزلایه ها اندازه گیری شد. همچنین افزایش دمای سطح رویی ریزلایه اندازه گیری و مقاومت حرارتی آنها محاسبه گردید. معادله انتقال حرارت ریزلایه با درنظرگرفتن هر سه شیوه انتقال حرارت هدایتی، تشعشع و جابجایی، به روش تحلیلی و عددی حل گردید و نتایج آن با نتایج تجربی مقایسه شد. همچنین اثر میزان انتقال حرارت به شیوه تشعشع در انتقال حرارت کلی ریزلایه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از اندازه گیری ها نشان داد که با کاهش تخلخل و افزایش ضخامت ریزلایه، نفوذپذیری هوا کاهش و ضریب دارسی افزایش می یابد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که ریزلایه ها به دلیل تخلخل بالا (بیش از %99)، قابلیت خوبی در کاهش انتقال حرارت دارند. همچنین در بررسی نتایج دیده شد که با افزایش تخلخل ریزلایه ها از %52/99 به %91/99 افزایش دمای سطح رویی ریزلایه از ?c 62/12 به?c 05/9 تحت منبع حرارتی با دمای ?c 45، کاهش یافته است. همچنین افزایش ضخامت ریزلایه از 12/1 میلیمتر به 23/5 میلیمتر منجر به کاهش دمای سطح رویی ریزلایه از ?c3/9 به ?c 7/6 برای منبع حرارتی با دمای?c 45 شده است. ارزیابی نتایج حاصل از حل تحلیلی و حل عددی معادله انتقال حرارت، بیانگر توافق بسیار خوب نتایج حاصل از دو روش می باشد. مقایسه نتایج تجربی و نتایج حاصل از حل تحلیلی و حل عددی نشان داد که معادله حاکم بر انتقال حرارت، رفتار انتقال حرارت ریزلایه در تخلخل بالا و ضخامت های پایین را به خوبی پیش بینی می کند. در ریزلایه ها با کمترین تخلخل و بیشترین ضخامت، بین نتایج تجربی و نتایج حاصل از حل معادله انتقال حرارت، اختلاف قابل توجهی مشاهده شد که به دلیل تاثیر اندازه منافذ بر انتقال حرارت نمونه ها و عدم لحاظ آن در معادله انتقال حرارت می باشد. در بررسی اثر میزان انتقال حرارت به شیوه تشعشع در انتقال حرارت کلی ریزلایه، نتایج حاصل نشان داد که این نوع انتقال حرارت نقش موثری در انتقال حرارت ریزلایه ندارد و قابل صرفنظر می باشد.

در بسیاری از علوم و صنایع، جداسازی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و با توجه به توسعه فناوری و همچنین نیاز بشر به ترکیبات جدیدتر و در نتیجه تولید مواد جدید به روش های متنوع، روش های گوناگون جداسازی هر روزه تکمیل و تصحیح می شوند و انتخاب شیوه مناسب به متغیرهایی مثل طبیعت اجزای سازنده مخلوط، حجم محلولی که باید تصفیه شود، درجه جداسازی مورد نیاز، هزینه فرایند (خصوصاً در عملیات صنعتی با ابعاد بالا) و مسائل زیست محیطی بستگی دارد و در بیشتر موارد غشا و فرایند غشایی، انتخابی بسیار مناسب است. هدف از انجام این پژوهش ساخت غشای سرامیکی مسطح نانو حفره با استفاده ازپلیمرهای طبیعی و بی خطر به عنوان عنوان عامل ژل کننده در فرایند قالبریزی ژلی و بررسی عوامل موثر در این فرایند می باشد. در مطالعه ی حاضر، با توجه به شناخت نسبت به فرایند و عوامل تاثیر گذار و همچنین استفاده از تجربیات دیگران،عوامل تاثیرگذار نظیر دمای پخت، اندازه متوسط ذرات پودر، میزان جامد در دوغاب و میزان عامل ژل کننده، شناسایی شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. علاوه بر این، در مرحله ی خشک کردن پایه ها، از روش جدید محلول مایع خشک کننده استفاده شده است و اثر وزن مولکولی و غلظت peg بر زمان خشک شدن پایه ها در این روش مورد مطالعه قرار گرفته است. در انتها برای اصلاح منافذ سطحی از پوشش دهی به روش غوطه وری استفاده شده است و عواملی نظیر غلظت سوسپانسیون، زمان غوطه وری در سوسپانسیون و سرعت بالا کشیدن از سوسپانسیون وتعداد لایه های پوشش داده شده مورد بررسی قرار گرفته اند. در این مرحله به منظور کاهش تعداد آزمایشات، تخمین شرایط بهینه و تعیین اهمیت نسبی عوامل مستقل، از روش طراحی آزمایشات تاگوچی استفاده شده است. نهایتاً کارایی غشاها در جداسازی پلی اتیلن گلایکول از آب آزمایش شده است واندازه متوسط حفرات برآورد شده است. بر اساس نتایج حاصل، مقادیر بدست آمده برای پایه غشا سرامیکی بهینه عبارتست از 40% وزنی میزان بارگذاری پودر سرامیک، 5% وزنی ژلاتین و دمای پخت 1400 درجه سانتی گراد. همچنین در مورد بخش پوشش دهی و اصلاح سطح غشا،از محلول peg برای انجام آزمون جداسازی استفاده شد و بیشترین میزان پس زنی در جداسازی peg10000 از آب با مقدار 98/0 در غشایی پوشش داده شده با شرایط غلظت سوسپانسیون 25%، زمان غوطه وری 30ثانیه، سرعت 72 میلیمتر بر دقیقه و با سه بار لایه نشانی بدست آمد و غشاء لایه نشانی شده با سوسپانسیون 25%، زمان غوطه وری 20 ثانیه، سرعت بالا کشیدن 36 میلیمتر بر دقیقه و یک بار لایه نشانی، بیشترین فلاکس را به میزان(106 × m3/m2.s) 02/4 داشت.علاوه بر موارد فوق غشا مطلوب در شرایط عملیاتی (بیشترین فلاکس ممکن به همراه حداقل پس زنی 90 درصد) با شرایط سوسپانسیون 25%، زمان غوطه وری 30 ثانیه، سرعت بالا کشیدن 36 میلیمتر بر دقیقه و یک بار لایه نشانی بدست آمد که از نکات قابل تعمق در مورد این غشا این بود که این شرایط تنها با یکبار لایه نشانی محقق شد.

اهمیت انتقال حرارت در صنایع، همواره نیروی محرکی برای بهبود روش های انتقال حرارت و استفاده بهینه از آن بوده است. در دهه اخیر که تکنولوژی، راه ساخت نانوذرات را فراهم کرده، نانوسیالات به عنوان گزینه جدید برای انتقال حرارت مطرح هستند. بحث انتقال حرارت جابجائی آزاد در نانوسیال، توسط محققان مورد بررسی قرار گرفته و نتایج مختلفی در نشریات ارزیابی شده اند. آنچه که از مقایسه نتایج منتشر شده در نشریات حاصل می شود این است که نتایج همخوانی چندانی با یکدیگر ندارند. به طوری که بعضی از این نتایج افزایش انتقال حرارت و برخی دیگر کاهش آن را در نانوسیال نسبت به سیال پایه پیش بینی می کنند. بنابراین به نظر می رسد تحقیق و بررسی بیشتر در این زمینه دارای توجیه منطقی باشد. در این تحقیق اثر زاویه شیب و نسبت مشخصه بر روی انتقال حرارت جابجایی آزاد نانو سیالات آب -اکسید آلومینیم و آب-اکسید تیتانیم بررسی شد. غلظت نانو سیالات به کار رفته در آزمایشات 1/0، 2/0، 5/0، 1 و 5/1 درصد حجمی می باشد که این نانو سیالات به روش دو مرحله ای تهیه شدند. در این تحقیق از استوانه ای به قطر 8 سانتی متر با ارتفاع متغیر برای بررسی نسبت مشخصه (نسبت ارتفاع به قطر) استفاده شد. در آزمایشات انجام شده نسبت مشخصه های 5/0، 1 و 5/1 برای غلظت 2/0 نانوسیال آب -اکسید آلومینیم و غلظت 1/0 نانوسیال آب - اکسید تیتانیم بررسی شد. سطح پایینی محفظه استوانه ای مورد آزمایش تحت فلاکس حرارتی ثابت قرار گرفته و سطح بالایی آن توسط حمام آب سرد در دمای ثابت نگه داشته می شد. ضمناٌ به منظور جلوگیری از انتقال حرارت از طریق دیواره های استوانه با محیط پیرامون، جداره جانبی محفظه عایق بود. برای تمام غلظت های آزمایش شده، زاویه شیب بر روی ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد در غلظت های بالا بیشتر تأثیرگذار بود. با تغییر زاویه شیب از 0 درجه تا 90 درجه، عدد ناسلت افزایش یافته و پس از رسیدن به یک مقدار بیشینه کاهش می یابد. برای همه غلظت های آزمایش شده، ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد در زاویه شیب 30 درجه بیشینه شد. این روند در تمام غلظت های نانوسیال مشاهده شد ولی در غلظت های بالاتر تشدید شده است. استفاده از غلظت های بالاتر از 0/1 درصد حجمی نانو ذرات اکسید آلومینیم باعث کاهش ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد شد. در تمام محدوده اعداد ریلی بررسی شده، این روند کاهش ضریب انتقال حرارت مشاهده شد. نتایج آزمایشات برای نانوسیال آب اکسید تیتانیم نیز نشان داد که زاویه شیب بر روی انتقال حرارت جابجایی طبیعی تأثیر گذار است. روند تغییرات انتقال حرارت به غلظت نانو ذرات اکسید تیتانیم بستگی دارد. به طوری که برای غلظت-های کمتر از 5/0 درصد حجمی از نانوذرات اکسید تیتانیم، با افزایش زاویه شیب از 0 تا 90 درجه انتقال حرارت افزایش یافت و پس از رسیدن به یک مقدار بیشینه انتقال حرارت کاهش یافت. برای نانوسیال آب-اکسیدتیتانیم در زاویه شیب 30 درجه انتقال حرارت جابجایی آزاد بیشینه شد. ولی در غلظت های بالاتر از 5/0 درصد حجمی، زاویه شیب بر روی انتقال حرارت تأثیر کمتری داشت. این روند در تمام اعداد ریلی بررسی شده مشاهده شد.

چکیده: در این تحقیق انتقال حرارت جابجایی طبیعی برای نانوسیال با سیال پایه غیرنیوتنی در دو هندسه استوانه ای متفاوت بصورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. در طی انجام آزمایشات دو نوع نانوسیال از توزیع مستقل نانوذرات ?-al2o3 و tio2 در محلول آبی 5/0 درصد وزنی کربوکسی متیل سلولز مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که انتقال حرارت جابجایی طبیعی در غلظت های پایین نانوذره بصورت قابل توجهی افزایش می یابد. افزایش غلظت نانوذره اثر منفی بر افزایش انتقال حرارت داشته و باعث کاهش ضریب انتقال حرارت می گردد. در واقع یک غلظت بهینه برای نانوذره وجود دارد که در آن غلظت، میزان انتقال حرارت بیشینه است. همچنین نتایج نشان می دهد که اثر توزیع نانوذره tio2 بیشتر از اثر توزیع نانوذره ?-al2o3 می باشد. ضمناً تأثیر نسبت ارتفاع به قطر استوانه بر ضریب انتقال حرارت جابجایی طبیعی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که ضریب انتقال حرارت نانوسیال با افزایش این نسبت افزایش می یابد.

اعتقاد بر آن است که تغییرات پارامترهای همودینامیکی نظیر تنش های برشی ناشی از عبور جریان خون و تنش ها (یا کرنش های) محیطی دیواره ناشی از فشار خون از طریق بارگذاری سلول های اندوتلیال در شکل گیری و توسعه بیماریهایی نظیر آتروسکلروسیس دخالت دارند. با شروع و توسعه بیماری آتروسکلروسیس، سطح مقطع داخلی شریان کاهش یافته، گرفتگی های شریانی شکل گرفته و موجب پیچیدگی الگوهای همودینامیکی می شوند. در حالیکه برخی از مطالعات صرفا پارامترهای همودینامیکی نظیر متوسط زمانی تنش برشی و شاخص برش نوسانی (osi ) را مرتبط با ضخیم شدگی و شروع بیماری دیواره دانسته اند، مطالعات دیگری نیز وجود دارند که در آنها ارتباطی بین الگوهای تنش برشی و ضخیم شدگی دیواره نمی توان یافت. یکی از دلایل این اختلاف را می توان تمرکز این مطالعات صرفا بر روی تنش برشی سیال دانست. زیرا برخی از مطالعات نشان داده اند که پاسخ های مورفولوژیکی و بیوشیمیایی سلول های اندوتلیالی که تحت تاثیر همزمان تنش برشی وتنش (یا کرنش) محیطی (که می توان توسط پارامتر همودینامیکی زاویه فاز تنش آنرا بیان نمود) قرار می گیرند، متفاوت با پاسخ آنها به تک تک تنش هاست. از طرف دیگر پیچیدگی الگوهای همودینامیکی نیز خود ممکن است بر روی همبستگی پارامترهای همودینامیکی تاثیرگذار باشد. لذا در این رساله تاثیر افزایش پیچیدگی الگوهای همودینامیکی بر روی تغییرات زاویه فاز تنش و همبستگی آن با پارامترهایی نظیر متوسط زمانی تنش برشی و شاخص برش نوسانی از طریق افزایش درصد و تعداد گرفتگی ها و با استفاده از روش های عددی مبتنی بر در نظر گرفتن اندرکنش سیال-جامد و استفاده از فرض سیال غیرنیوتنی مطالعه شده است. برای شبیه سازی رفتار گذرا در سیستم شریانی از داده های آزمایشگاهی برای شریان کرونری استفاده شده است. جهت بدست آوردن داده های آزمایشگاهی یک سیستم آزمایشگاهی با توانایی شبیه سازی شرایطی نزدیک به شرایط فیزیولوژیک جریان خون در شریان طراحی شده است. شبیه سازی های عددی نیز توسط نرم افزار adina 8.2 انجام شده است. بررسی نتایج بدست آمده نشان می دهند که هر عاملی که موجب افزایش پیچیدگی الگوهای همودینامیکی شود، می تواند بر همبستگی پارامترهای همودینامیکی نظیر متوسط زمانی تنش برشی، شاخص برش نوسانی و زاویه فاز تنش تاثیر گذار باشد به گونه ای که افزایش پیچیدگی جریان می تواند منجر به ایجاد نواحی شود که اگرچه در آنجا متوسط تنش برشی بیشتر از pa 1 و شاخص برش نوسانی مساوی صفر است، حال آنکه زاویه فاز تنش مقدار منفی بزرگی دارد و نشان می دهد که حتی در این نواحی امکان توسعه بیماری وجود دارد. علاوه براین نتایج نشان می دهند که رشد هریک از پلاک های متوالی با تاثیر گذاری بر روی زاویه فاز تنش می تواند بر پایداری و یا ناپایداری پلاک دیگر تاثیر بگذارد. همچنین از آنجا که تغییرات هندسی ناشی از وجود پلاک ها و تعامل سیال (خون) با جامد ( یعنی پلاک و دیواره) می تواند منجر به تغییرات قابل توجهی در میدان سرعت و فشار و در نتیجه تنش برشی سیال و تنش (یا کرنش) دیواره شود، تاثیر حضور گرفتگی های متوالی مجاورهم بر روی تغییرات پارامتر های همودینامیکی نظیر تنش برشی سیال، تنش (یا کرنش) دیواره و زاویه فاز تنش مطالعه شده است. در این راستا ابتدا تاثیر هندسه گرفتگی ها، افزایش درصد و تعداد آنها و نیز تاثیر سخت شدن پلاک ها بر روی نحوه تغییرات تنش های برشی سیال و تنش ها (یا کرنش های) دیواره در حالت پایا و سپس تاثیر برخی از این فاکتورها بر روی تغییرات پارامترهای همودینامیکی نظیر متوسط زمانی تنش برشی، شاخص برش نوسانی و زاویه فاز تنش با استفاده از شکل موج های فشار و جریان پالسی فیزیولوژیکی موجود برای شریان کاروتید در حالت ناپایا مطالعه شده است. نتایج بدست آمده برای انواع گرفتگی ساده و متوالی مجاورهم متقارن و نامتقارن در هر دو حالت جریان پایا وناپایا نشان می دهند که به دلیل کاهش تنش برشی، افزایش شاخص برش نوسانی و منفی تر شدن زاویه فاز تنش در ناحیه پایه پلاک های نامتقارن، این نوع پلاک ها و مخصوصا پلاک های متوالی مجاورهم نامتقارن در مقایسه با پلاک های متقارن بیشتر مستعد ناپایداری و به دلیل پایین بودن مینیمم تنش های دیواره بیشتر مستعد متراکم شدن و در نتیجه شکست هستند. در صورت رشد این نوع پلاک ها به درصدهای بالای گرفتگی نیز ماکزیمم تنش برشی در آنها بیشتر از پلاک های متقارن بوده و لذا بیشتر مستعد سایش و درنتیجه ایجاد ترومبوس هستند. همچنین بزرگتر بودن ناحیه جریان برگشتی، بزرگتر بودن شاخص برش نوسانی بعد از دومین نقطه ماکزیمم این شاخص و نیز منفی تر بودن زاویه فاز تنش در ناحیه بعد از پلاک های نامتقارن و مخصوصا پلاک های متوالی نامتقارن نشان دهنده بالاتر بودن احتمال توسعه پلاک و شکل گیری پلاکی جدید در ناحیه بعد از پلاک های نامتقارن در مقایسه با پلاک های متقارن است. نتایج بررسی تاثیر سخت شدن پلاک ها نیز نشان دهنده افزایش شدید تمرکز تنش در مرز پلاک ودیواره ، کاهش تنش حداقل، افزایش تنش برشی در قله گرفتگی وافزایش فشار در پروکسیمال گرفتگی نسبت به حالت نرمال می باشد که شرایط نامطلوبی نسبت به حالت نرمال است.

ضرایب انتقال جرم در طراحی دستگاههای انتقال جرم مانند برج های تقطیر، برج های جذب و دفع و برج های خنک کننده آب نقش مهمی دارند. افزایش ضریب انتقال جرم سبب افزایش راندمان، کاهش اندازه و هزینه ساخت تجهیزات می شود. در این پایان نامه، بررسی تجربی استفاده از نانوسیالات در فرایند جذب گاز دی اکسید کربن در یک برج پرشده آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای انجام آزمایشات، ابتدا برج پرشده طراحی و ساخته شد. قطر برج 30 میلی متر و ارتفاع برج 90 سانتی متر است. در این پروژه از نانوسیالات آب- اکسید سیلیس، آب- اکسید آهن و آب اکسید نیکل به عنوان حلال در فرآیند جذب استفاده شد. اثر دبی فاز مایع و فاز گاز بر روی فرایند انتقال جرم نانوسیالات ذکر شده، در غلظت های مختلف و همچنین تاثیر میدان مغناطیسی بر روی فرایند جذب گاز دی اکسید کربن توسط سیال پایه (آب) و نانوسیالات مغناطیسی آب- اکسید آهن و آب اکسید نیکل بررسی شد. نانوسیال آب – اکسید سیلیس با غلظت-های 05/0، 1/0، 2/0، 5/0، 1 و5/1 درصد حجمی و نانوسیالات آب- اکسید آهن وآب- اکسید نیکل با غلظت های 002/0، 005/0، 01/0، 05/0 و 1/0 درصد حجمی استفاده شدند. دبی فاز مایع برای تمامی آزمایشات 2/0، 26/0 و 32/0 لیتر بر دقیقه و دبی فاز گاز 1 و 5/1 لیتر بر دقیقه می باشد. اثر میدان مغناطیسی برای سیال پایه و نانوسیالات مغناطیسی در شدت میدان های 240 و350 گاوس در جهت حرکت مایع بررسی شد. برای نانوسیال آب- اکسید سیلیس ضریب انتقال جرم و شار انتقال جرم نسبت به آب خالص افزایش پیدا کرده و این افزایش نسبی با افزایش غلظت نانوذرات بیشتر می گردد. ضریب انتقال جرم در 5/1 درصد حجمی نانوسیال آب اکسید سیلیس نسبت به آب خالص 17 % و شار انتقال جرم 36 درصد افزایش داشته است. برای نانوسیال آب- اکسید آهن یک غلظت بهینه وجود دارد که پس از آن شار انتقال جرم کاهش می یابد. ماکزیمم افزایش شار انتقال جرم و ضریب انتقال جرم نانوسیال آب- اکسید آهن نسبت به آب خالص به ترتیب برابر 12 % و 10 % است که در غلظت حجمی 005/0 درصد می باشد. همچنین برای نانوسیال آب- اکسید نیکل ماکزیمم افزایش شار انتقال جرم و ضریب انتقال جرم نسبت به آب خالص به ترتیب برایر 9 % و 6% است که در غلظت حجمی 01/0 درصد اتفاق می افتد. استفاده از میدان مغناطیسی هنگامی که جهت میدان مغناطیسی با جهت حرکت مایع یکسان باشد، ضریب انتقال جرم سیال پایه (آب) را افزایش می دهد. هنگامی که میدان مغناطیسی اعمال می شود شار انتقال جرم برای نانوسیالات آب- اکسید آهن و آب- اکسید نیکل افزایش می یابد. اثر میدان مغناطیسی با افزایش غلظت نانوذره و افزایش شدت جریان الکتریکی بیشتر می شود. برای نانوسیالات آب- اکسید آهن و آب- اکسید نیکل در غلظت حجمی 1/0 درصد و شدت میدان 350 گاوس، شار انتقال جرم نسبت به حالتی که میدان مغناطیسی اعمال نشده است به ترتیب 5/6 و 4 درصد و ضریب انتقال جرم به ترتیب 9 و 6 درصد افزایش می یابد.

یکی از بهترین انرژی های تجدید پذیر نور خورشید است که در همه جا در دسترس می باشد. کلکتورهای خورشیدی وسیله ای برای استفاده از این انرژی در صنعت، کشاورزی و مصارف خانگی به شمار می آیند. از متداول ترین انواع کلکتورهای خورشیدی میتوان به کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت اشاره کرد. از مزایای این نوع کلکتورها می توان به سهولت ساخت این کلکتورها و در دسترس بودن آنها اشاره نمود. یکی از معایب این نوع کلکتورها راندمان حرارتی کم و وزن زیاد آنها می باشد. در این رساله، برای رفع این معایب از دینامیک سیالات محاسباتی کمک گرفته شده و پیشنهاداتی برای ایجاد هندسه بهینه در این نوع کلکتورها ارائه شده است. برای این منظور راندمان حرارتی این کلکتورها با تغییر موقعیت لوله حامل سیال نسبت به صفحه جاذب، تغییر شکل سطح مقطع لوله حامل سیال از دایره به شش ضلعی، مربعی و مثلثی، تغییر ضریب جذب صفحه جاذب، تغییر ضریب عبور شیشه و دبی های متفاوت سیال محاسبه و گزارش شده است. همچنین با استفاده از نانو سیال های مختلفی همچون نانولوله های کربنی، اکسید مس و اکسیدآلومینیوم با سیال پایه آب به عنوان سیال عامل در کلکتور در غلظتهای مختلف، تاثیر استفاده از این مواد بر راندمان کلکتور مورد بررسی قرار گرفته و کارایی کلکتور در این موارد با یکدیگر و با سیال آب مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند استفاده از نانو سیال درکلکتورهای خورشیدی باعث افزایش ضریب انتقال حرارت و راندمان حرارتی کلکتور می شود به صورتی که راندمان حرارتی کلکتور خورشیدی صفحه تخت با نانو سیال کربن با غلظت سه درصد وزنی، 5/14 درصد بیشتر از راندمان حرارتی کلکتور با سیال عامل آب می باشد.

در این تحقیق، نانوسیال های حاوی نانولوله های کربنی با طول های مختلف و غلطت های 1/0، 25/0 و 5/0 درصد حجمی و دماهای متفاوت در سیال های پایه ی آب یون زدایی شده، اتیلن گلیکول، ??? آب یون زدایی شده + ??? اتیلن گلیکول و روغن موتور (بهران تکتاز با گرید sae 20w50) تهیه و رسانندگی حرارتی آن ها اندازه گیری شد. به منظور تغییر طول نانولوله-های کربنی و افزایش پخش شدگی آن ها در سیال های مختلف، نانولوله ها عامل دار شدند. از مخلوط اسیدهای سولفوریک و نیتریک با نسبت سه به یک برای عامل دارسازی آن ها استفاده گردید و مدت زمان ماندگاری نانولوله های کربنی در مخلوط اسیدها (زمان رفلاکس) به عنوان یکی از عوامل متغیر مورد بررسی قرار گرفت. با وارد کردن نانولوله های کربنی در مخلوط اسیدها، نانولوله ها از محل نواقص سطحی خود شکسته شده و در این محل ها، گروه های عاملی مانند -cooh،-oh و غیره متصل می شوند، بنابراین انتظار داریم با تغییر زمان رفلاکس، نانولوله های کربنی با طول های مختلف داشته باشیم. بر اساس اندازه گیری های انجام شده با استفاده از تصاویر sem و نرم افزار اندازه گیری، طول نانولوله های کربنی برای زمان های رفلاکس یک، دو و چهار ساعت به ترتیب ???، ??? و ??? نانومتر بدست آمدند. به منظور تخمین میزان پایداری نانوسیال-های بر پایه ی آب یون زدایی شده و اتیلن گلیکول ، به جای روش های تصویری کیفی از روش کمی طیف سنجی جذبی uv-vis و آنالیز پتانسیل زتا استفاده گردید. نتایج نشان دادند که نانوسیال های حاوی نانولوله های کربنی چهار ساعت رفلاکس در سیال پایه ی آب یون زدایی شده دارای پایداری بهتری نسبت به سایر نمونه ها هستند. به طوری که پس از گذشت حدود سه ماه از تهیه ی نانوسیال، کاهش چندانی در شدت قله ی جذبی است. نتایج اندازه گیری های رسانندگی uv-vis آن مشاهده نشده حرارتی نشان دادند برای تمامی سیال های پایه ی مورد بررسی، پخش کردن نانولوله های کربنی در سیال های پایه موجب افزایش رسانندگی حرارتی شده است. به علاوه، رسانندگی حرارتی نانوسیال های حاوی نانولوله های کربنی عامل دار شده نسبت به نانوسیال های حاوی نانولوله های اولیه بالاتر می باشد. همچنین ملاحظه گردید که با افزایش زمان رفلاکس، رسانندگی حرارتی نانوسیال های بر پایه ی اتیلن گلیکول (حدود ?? درصد افزایش در نانولوله های عامل دار پس از ??? روز از تهیه ی نانوسیال ها) و روغن موتور بهران تکتاز (حدود 5/9 درصد افزایش برای نانوسیال های حاوی نانولوله های کربنی چهار ساعت رفلاکس با غلظت 5/0 درصد حجمی)، افزایش یافته است ولی برای نانوسیال های بر پایه ی آب یون زدایی شده بیش ترین مقدار رسانندگی حرارتی در نانوسیال های حاوی نانولوله های یک ساعت رفلاکس (حدود ?? درصد) مشاهده گردید. از سوی دیگر، با افزایش غلظت نانولوله های کربنی، برای هر سه نوع سیال پایه، افزایش در رسانندگی حرارتی مشاهده گردید، اما افزایش مشاهده شده برای سیال پایه ی روغن موتور قابل ملاحظه تر بود. اثر افزایش دمای نانوسیال ها بر رسانش حرارتی آن ها در دماهای 20، 30، 40 و 50 درجه ی سانتی گراد مورد تحقیق واقع شد. نتایج نشان دادند که با افزایش دما، رسانندگی حرارتی در نانوسیال های بر پایه ی آب یون زدایی شده افزایش یافته است در حالی که افزایش رسانندگی حرارتی با دما برای نانوسیال های بر پایه ی اتیلن گلیکول و روغن موتور بسیار کم تر می باشد. علاوه بر این، اثر تزیین نانولوله های کربنی با نانوذرات نقره با درصدهای وزنی یک، دو و چهار درصد بر رسانندگی حرارتی نانوسیال ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که در مجموع، تزیین نانولوله های کربنی با نانوذرات نقره منجر به افزایش رسانندگی حرارتی نانوسیال ها می شود. بیش ترین درصد افزایش نسبت به آب یون زدایی شده حدود ?? درصد بدست آمد و در نانوسیال های حاوی نانولوله های کربنی با چهار درصد نانوذرات نقره مشاهده گردید. در این تحقیق، از روش شبکه های عصبی مصنوعی که روشی مبتنی بر داده های تجربی است، استفاده شد. با این روش در حقیقت می توان با استفاده از اطلاعات مربوط به آزمایش های تجربی انجام شده، آزمایشگاهی مجازی طراحی و نتایج را در شرایط مختلف پیش بینی نمود. روش شبکه های عصبی مصنوعی برای نانوسیال های بر پایه ی آب یون زدایی شده و روغن موتور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که برای هر دو سیال پایه، شبکه توانسته است به منظور پیش بینی نتایج، به خوبی آموزش ببیند اما به دلیل روند منظم تری که داده های مربوط به نانوسیال های بر پایه ی روغن موتور داشتند، در این مورد شبکه آموزش بهتری را داشته و با درصد خطایی کم تر از 4 درصد نتایج را پیش بینی نموده است.